人教版九年级物理全册预习学案——17.1 电流与电压和电阻的关系（有答案）

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第十七章 欧姆定律
第1节 电流与电压和电阻的关系
要点一、电流与电压的关系
探究电流与电压的关系
【实验目的】
探究电阻一定时,电流与电压的关系.
【实验器材】
定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、电源、开关、导线若干。
【实验设计】
【实验过程及分析】
实验过程:（1）闭合开关前,检查电路中各电学元件的连接是否正确,滑动变阻器的滑片是否移至最大阻值处。
(２)电路连接无误后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压成整数倍地变化,如０．５V 、１V 、１．５V 、２V 等,读出电流表和电压表的示数,并填入记录表中,如下表所示。
(３)整理器材.
实验分析：用图象法处理实验数据,横轴和纵轴分别表示电压和电流,如图所示。
【实验结论】
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【注意事项】
（1）为了保护电路,避免电路元件被烧坏,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调到连入电路最大阻值处。
（2）为了便于寻找通过定值电阻的电流与定值电阻两端电压的关系,要使定值电阻两端的电压成整数倍变化.在调节过程中不要忘了观察电流表示数的变化,以免烧坏电流表.
（3）为了使实验结论具有普遍性,要多测几组数据.
要点二 　 电流与电阻的关系
探究电流与电阻的关系
【实验目的】
探究电压一定时,电流与电阻的关系。
【实验器材】
若干不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、电源、开关、导线若干。
【实验设计】
【实验过程及分析】
实验过程:（1）闭合开关前,检查电路中各个电学元件的连接是否正确,滑动变阻器的滑片是否移至最大阻值处。
（2）电路连接无误后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,控制电压表的示数一定,读出电流表的示数,并记入表格中；断开开关,更换不同阻值的电阻,重复上述操作。
（3）整理器材.
实验分析：用图象法处理实验数据,横轴和纵轴分别表示电阻和电流,如图所示.
【实验结论】
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
要点诠释:
1. 连接电路时,闭合开关前,要把滑动变阻器的阻值调到最大，如果调反,闭合开关后有可能会烧坏电流表或电压表。
2. 研究电流与电阻的关系时,更换电阻后如何调节滑动变阻器的滑片是难点,可以用口诀“换大调大、换小调小”来解决.即更换大一点的电阻时,应将滑动变阻器的电阻调大；更换小电阻时,应将滑动变阻器的电阻调小。
3.4.2探究电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律。
3.4.3会使用电流表和电压表。。
【例题1】在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明得到的实验数据如下表所示。
数据号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.40 0.38 0.45
（1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图的方格中建立有关坐标轴并制定其标度，把表中的数据在坐标系中描点。
（2）小英说，从图中可以看出，这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这是哪组数据？
【分析】（1）根据表格数据描点；（2）分析各点的特点，找出规律不同的点。。
【解答】
解：（1）根据表格中数据描点，如图所示：
（2）由图象知，第4组数据与其它数据的规律完全不同，所以这组数据可能有误，可能是由于读取这组数据时粗心或读数错误造成的，应将改组数据删除后，利用其它数据进行分析。
故答案为：（1）如图所示；（2）第四组数据。
【例题2】在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中，小凯把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图所示的电路，正准备闭合开关时，旁边的小兰急忙拦住他，说接线错了。经检查，小兰发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上，并在虚线框内画出相应的正确电路图。
【分析】
电流表应串联接入电路中，电压表并联在定值电阻两端。在画电路图时要与实物图相对应。
【解答】
解：（1）由图可知，此时的电流表与电阻并联在了电路中，所以电流表的连接是错误的；电压表应并联到定值电阻的两端；实物图和电路图为：
【例题3】在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，某小组选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材进行实验：
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，其读数为 A；
（4）小明认为将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律，小红觉得他的说法是错误的，原因是 。
【分析】（1）根据图甲滑动变阻器阻值变化确定图乙滑动变阻器选用的下端接线柱；
（2）为了保护电路，连接电路时开关应该断开，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（3）根据电流表选用量程确定分度值读数；
（4）灯丝电阻随温度变化而变化。
【解答】解：
由图甲可知，当滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大；故图乙中滑动变阻器应选左下接线柱与定值电阻串联，如下图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时开关应该断开；闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最右端；
（3）由图丙知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.32A；
（4）在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，需控制电阻的阻值不变，而灯丝电阻随温度变化而变化，不是一定值，故将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压规律的说法是错误的。
故答案为：（1）见解答图；（2）右；（3）0.32；（4）灯丝电阻随温度变化而变化。
1. 某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（　　）
A．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
2. 小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时，根据测量数据绘制出如图所示的I一U图象。下列判断错误的是（　　）
A．通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B．通过R2的电流与它两端所加电压不成正比
C．将它们串联接到同一电路中时，通过R1的电流较小
D．将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中，通过干路的电流是0.7A
3. 在“探究电流与电阻的关系”实验中，实验电路如图所示。
（1）电路连接完成并检查无误后，应先将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“A”或“B”）端，再闭合开关。
（2）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，记下此时的电流表示数。断开开关，用10Ω的定值电阻替换原来5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，接下来应进行的操作是 ，并记下此时的电流表示数。
4. 如图甲是“探究电流与电压关系”的实验装置，电源电压为3V。
（1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处于最 端。
（2）实验中闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，将测得的数据绘制成I-U关系图象，如图乙所示，分析图象可以得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；滑动变阻器的最大阻值至少需要 Ω。
（3）用图甲实验装置可以测量该电阻的阻值，由图象信息可知该定值电阻的阻值为 Ω。
5. 利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象，则下列判断正确的是（　　）
A．实验中电压表的示数保持1V不变
B．当R的电阻为10Ω时，通过R的电流为0.2A
C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为0～25Ω
D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片向右移
1. 用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有：干电池3节（每节电压略小于1.5V），滑动变阻器3个（铭牌上分别标有“5Ω 3A”“20Ω 2A”“50Ω 1.5A”字样），电流表、电压表、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关后，电流表和电压表示数为0，移动滑片P，两表指针不偏转。将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触B点，电压表指针偏转，若电路中只有一处故障，则可能是 。
（3）排除故障后，重新开始实验，探究电流与电压的关系。闭合开关，电压表示数为0.7V，电流表示数为0.07A。移动滑片P，逐步增大R两端电压，记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I。以电流I为纵坐标、电压U为横坐标，采用描点的方式，画出I-U图像，如图乙所示。依据图像，得到的结论是 ，实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样，电源电压为 V。
（4）在探究电流与电阻的关系时，为了能使用上一次的某一组实验数据，断开开关，将R换成5Ω，闭合开关，移动滑片P，电流表示数如图丙所示为 A；断开开关，换接未使用过的一个电阻，正确操作后，电流表示数应为 A。
2. 手机内的磁传感器软件，可以检测周围磁场强弱，并能显示相应的数值。图甲手机上显示的数值“50”为实验前的周围磁场强度。研究发现，将手机固定在导线附近，增大通过电阻的电流I，表示磁场强度的数值B随之增大，且数值增加值ΔB与通过电阻的电流大小I成正比。小明利用该手机研究电流与电压的关系，步骤如下：
①手机屏幕设置为常亮，打开磁传感器软件，将手机放在实验台上保持不动。
②断开开关，将学生电源、定值电阻R按图甲接入电路，记录周围环境的磁场数值B0。
③将电源电压调至1.5V，闭合开关，记录此时的磁感应强度B1，求出磁传感器读数增加值ΔB1=B1-B0。
④__ __，求出磁传感器读数增加值ΔB2、ΔB3。
⑤分析ΔB、U、I三者关系，进而得出电流I与电压U成正比。
实验数据记录表如下：
序号 电压U/V B0 Bn ΔBn=Bn-B0
1 1.5 50 56 6
2 3 50 62 12
3 4.5 50 68 18
回答以下问题：
（1）实验中使用如图乙所示的学生电源，使用该电源的优点有 。（写出一点）
（2）根据实验数据记录表信息，推测步骤④的具体操作为 。
（3）实验中得出电流I与U成正比，写出简要的推导过程： 。
参考答案：
热身训练：
1.A；
2.C；
3. （1）B；（2）调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍然为2V；
4. （1）左；（2）正比；20；（3）10；
5. D。
拓展阅读：
1. （1）B；（2）导线BC断路；（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；“50Ω 1.5A”；4.2；（4）0.4；0.1；
2. （1）可以直接读出电压值（或可以多次改变实验电压）；（2）将电源电压分别调节至3V、4.5V，记录对应的磁感应强度B2、B3；（3）已知磁传感器的读数增加值ΔB与通过电阻的电流大小I成正比，由实验数据可得ΔB又与电压U成正比，所以I与U成正比。
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